高瓦斯易自燃煤层工作面收作期间综合防灭火措施研究

高瓦斯易自燃煤层工作面收作期间综合防灭火措施研究

杜振才

淮沪煤电有限公司丁集煤矿 安徽淮南 232140

摘要：丁集煤矿属高瓦斯矿井，可采煤层13-1煤层的自然发火期为3-6 个月，属易自燃煤层，受上部采空区发火影响，工作面回撤期间经常发生工作面发火事故，严重威胁矿井安全生产。针对高瓦斯、 易自然煤矿工作面收作防火问题，形成了一套行之有效的措施，为此类工作面回撤提供了技术保障。

关键词：高瓦斯；自燃煤层；收作期间；防灭火；措施

火灾是影响煤矿安全生产的重大自然灾害之一，矿井每年需投人大量人力物力对自然发火情况进行控制。丁集矿13-1煤层开采厚度大,工作面在回采顶板垮落后,容易与相邻工作面采空区、上部煤层采空区贯通,形成工作面漏风通道,工作面在抽出式负压通风的作用下，存在发火隐患，因此需要通过采取综合性的防灭火措施保证工作面的安全顺利回撤。

1 工作面概况

1252（3）工作面位于西部13-1煤层采区大巷以西，东侧的西三采区未开拓，南邻的1262（3）工作面已收作，北部为设计的1242（3）工作面未掘进，下伏的1252（1）工作面已收作。该工作面为倾斜条带工作面，走向长1770m,倾斜长185m,煤层平均厚度4.1m左右,煤层倾角平均12.3°，为高瓦斯自然煤层。

该面13-1煤顶板发育有13-2煤，13-2煤层厚0～2.3m，平均厚0.9m,13-2煤与13-1煤层间距平均2.5m。13-1煤底板发育有12煤（均厚0.2m），12煤与13-1煤层间距平均3m。

丁集矿13-1煤属于Ⅱ类自燃（自然发火期为3-6个月）。

丁集煤矿13-1煤工业分析参数表

2 1252（3）工作面综合防火技术措施

2.1 通风防火以及充填措施

2.1.1纫绳期间适当降低工作面配风风量，风量大小以回风甲烷浓度不超过0.8%，回风隅角瓦斯不积聚、工作面风速满足要求为准。

2.1.2 收作期间工作面配风风量降至900～1500 m³/min；若工作面或回风隅角CO有持续上升趋势，且在采取灌浆等防火措施后仍呈增大趋势时，汇报总工程师，经总工程师同意后可继续降低工作面配风量，风量大小以回风甲烷浓度不超过0.8%，回风隅角瓦斯不积聚、工作面风速不低于0.25m/s为准。

2.1.3 工作面距收作线前50m开始，生产单位合理调控工作面采高和层位，尽量减少丢顶、底煤，严防漏顶或发生抽冒，若发生漏顶或抽冒必须及时注防灭火材料处理。工作面停采后，及时将支架掩护板抵到位，防止煤壁片帮而产生煤层自燃着火。

2.1.4停采后，对工作面上、下隅角使用“双抗”编织袋装煤矸进行充填严实，通风区对停采位置处上、下隅角以及工作面内架间注久米纳进行充填，墙体厚度不小于2m，自运输顺槽向上20m靠近支架侧吊挂挡风帘，减少采空区漏风。注久米纳充填范围为：（1）工作面上、下隅角；（2）上隅角向下5架、下隅角向上5架架间及架顶空间；（3）其它架顶、架间空隙大的地点。为便于工作面上、下隅角的防火观测，在上、下隅角注久米纳进行充填时，须单独引一根4分铁管做为防火观测管。

2.2 灌浆防火措施

工作面收作前，在轨顺收作线以外15m左右位置将灌浆管路拨三通分成三路灌浆管路（直径不小于51mm），并在每路支管上分别安装闸阀。其中三路灌浆管出口留置于收作线以里分别为30m、40m、60m位置。随着工作面回采，三路灌浆管路均埋至采空区内，根据工作面防火预测情况，向采空区进行预防性灌浆。

2.3 钻场钻孔灌浆（或MEA-1）

利用1252（3）轨顺29#钻场作为防火钻场使用，若架间出现CO或上隅角CO浓度≥24ppm且有上升趋势时，及时在钻场内利用已施工防火灌浆孔向采空区灌浆（或MEA-1）。

钻孔下直径50mm套管,钻孔终孔覆盖工作面一半架数以上，并且孔深达到支架后部采空区10m位置处，终孔最后15米用套管（花管）连接。

灌浆钻孔与灌浆干管之间采用ф31.5mm的高压软管连接，每个灌浆钻孔都要设有闸阀单独控制。

2.4 喷注LFM防火措施

对回风、进风隅角充填墙墙间注防火材料（LFM轻型充填型材料）；并对工作面喷防火材料（LFM轻型喷涂型材料）。

2.5 工作面撒浆措施

工作面推进至距收作线60m开始至停采收作位置，每天早班对上下端头丢顶煤处的架间及架后撒MEA。

2.6 注液态CO₂/注氮防火措施

工作面收作前，采煤预备队负责提前从运输顺槽采用压茬式埋管方式向采空区预埋三路注氮管路（管径不小于2.5寸），管路延接至采空区架后30、50、70m处；支管末端为1m长的花管，花管用金属网包裹，以防花眼被杂物堵实，注氮管路分别用闸阀控制,根据工作面防火预测情况，向采空区进行预防性注氮。

当CO≥50ppm时，由通风区负责利用运输顺槽预埋注氮管路，每天从进风隅角向采空区注液态CO₂ 。

2.7 束管监测措施

工作面收作前50m，在轨顺收作线以外20m左右将轨顺束管（1芯）拨三通分成两路束管（1芯）。其中一路束管（1芯）预埋至采空区内，距收作线10m；另一路束管（1芯）预埋至采空区内，距收作线40m。并确保两束管管路畅通。束管均位于底板以上1.5m处，安设牢固整齐,每天利用地面束管监测系统对收作面采空区取样分析。

3 结语

矿井防灭火工作是一项系统工程，任何单一的防灭火措施和方法都不能有效控制煤炭自然发火，必须采取综合性的防灭火措施，丁集煤矿1252（3）工作面通过以上综合措施的落实得以安全回撤，并已实施永久密闭。此次工作面顺利回撤，为此类高瓦斯、易自然煤矿工作面安全回撤提供了技术保障及解决示例。

参考文献：

1. 王省身，张国枢，矿井火灾防治。徐州，中国矿业大学出版社

作者介绍：杜振才，1969年9月生，目前在丁集煤矿从事一通三防管理工作